FUNDAMENTO TEÒRICO DE REDES INALÁMBRICAS DE BANDA ANCHA

138 Pages·2014·3.88 MB·English

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RESUMEN

Este trabajo de investigación consiste en analizar la tecnología WDS para
diseño de redes Wi-Fi auto extensible en las arquitecturas hardware Atheros y
Broadcom e implementación en el Gobierno Autónomo Descentralizado de
Cebadas.

En esta investigación se utilizaron los Métodos: científico, deductivo y
comparativo, para analizar el funcionamiento de WDS en Atheros y Broadcom,
comparar los resultados obtenidos entre las 2 arquitecturas en 4 diferentes
localidades en 20 días de observaciones y determinar la arquitectura más
óptima para la implementación de redes Wi-Fi auto extensibles en el GAD de
Cebadas.

CommView for WiFi nos permitió capturar los paquetes de red, almacenarlos
en una base de datos y establecer parámetros de comparación, con los datos
obtenidos se procedió a calcular el Análisis de Varianza con Fisher a niveles de
0,01 y 0,05 de probabilidad y ratificar los resultados con InfoStat que permite
procesar el ADEVA, y proporcionar la separación de medias y el nivel de
significancia por la prueba de Tukey al nivel del 5% de probabilidad.

De la comparación entre arquitecturas y localidades, la arquitectura Broadcom
recepto 35490.54 y transmitió 45033,34 paquetes, valores que son
ampliamente superados por la arquitectura Atheros, la cual recepto 128129.45
y transmitió 661980 paquetes, por lo tanto existe una diferencia altamente
significativa (**) entre arquitecturas en los diferentes tratamientos.

La arquitectura hardware Atheros fue la seleccionada para el diseño de redes
Wi-Fi auto extensible en el GAD de Cebadas, porque se logró el 100% de
conectividad entre los usuarios de red, y permitió ampliar la cobertura en la
concha acústica y mercado central.
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SUMMARY

This research focuses on the analysis of the WDS network design technology
used in Wi-Fi auto extensible in the hardware architectures Atheros and
Broadcom, and focuses on the implementation in the Autonomous
Decentralized Government of Cebadas.

In this research, the methods that were used are: scientific, deductive, and
comparative to be able to analyze the performance of Atheros and Broadcom
WDS, compare the results between the 2 architectures in 4 different locations
during 20 days of observations and determine the optimal architecture for
implementation of the Wi -Fi auto extensible networks in Cebadas.

CommView for WiFi enabled us to capture the network packets, store them in a
database and establish parameters for comparison with the data obtained we
proceeded to calculate the analysis of variance with Fisher at 0.01 and 0.05
levels of probability and ratify the results with InfoStat, this will allow to process
the ADEVA, and will provide separation of means and the significance level by
the Tukey test at the 5% probability.

A comparison between architectures and localities, the Broadcom architecture
received 35490.54 and transmitted 45033.34 packets, values that are far
outweighed by the Atheros architecture which received 128129.45 and
transmitted 661980 packets, therefore there is a highly significant difference (**)
between the architectures in the different treatments.

The Atheros hardware architecture was selected to design the Wi -Fi auto
extensible in Cebadas since it achieved 100 % connectivity between network
users, and allowed to expand coverage in the “Concha Acústica “and in the
central market.
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CAPITULO I

INTRODUCCIÓN

La parroquia Cebadas, se encuentra dentro del cantón Guamote, ubicada en la
parte central del callejón interandino, al sureste de la cabecera provincial de
Chimborazo, a 35,6 Km. de Riobamba y 18 km. del cantón, abarca un territorio
de 570.78 Km2, constituyéndose la segunda parroquia más extensa que
integran la provincia de Chimborazo. Limitan al Norte: las parroquias de Licto y
Pungalá, que lideran con el río Guarguallá, Sur: la parroquia de Achupallas
(cantón Alausí), Este: la provincia de Morona Santiago y Oeste la parroquia
Matriz del cantón Guamote.

Cebadas es la población más antigua del cantón Guamote, pero
lamentablemente por la despreocupación de autoridades locales, provinciales y
nacionales hacen que demuestre cifras alarmantes y preocupantes para
1
quienes forjan un desarrollo equitativo y transparente .

E l acceso a servicios de comunicación es limitado, por lo tanto existe escasa
comunicación entre las personas de la parroquia y esca sa cobertura de
servicios de comunicación .

Para esta investigación como opción tecnológica y arquitectónica de
comunicación en est e punto geográfico se considera la tecnología WDS
( Sistema de Distribución Inalámbrica ), la cual permite la interconexión de varios

1
PDOT, GAD de Cebadas 2012 – 2021. pp. 1-219
4

Puntos de Acceso Inalámbricos en modo bridge en capa dos para redistribuir la
información entre ellos y también la comunicación con estaciones inalámbricas.

1.1. Importancia

La parroquia Cebadas no dispone de acceso a la tecnología de red cableada y
servicios de comunicación inalámbrica ya sea para compartir información o
servicios de Internet. En la cabecera parroquial se encuentran: Instituciones
públicas, Centros educativos, Centros de salud, OSGs, Organizaciones
sociales, etc., que no han podido aprovechar de este servicio ya sea por falta
de tecnología, capacitación o por temor a su uso, y esta realidad es mucho más
grande en sus comunidades, que también cuentan con centros educativos y
organizaciones sociales.

Una de las bondades de la tecnología es la posibilidad de comunicar a los
usuarios de una empresa, institución o entidad sea financiera, educativa o de
servicios de forma ágil, eficiente y procurando que sus servicios sean de
calidad.

La parroquia no cuenta con acceso a la tecnología de red cableada, será
necesario implementar nuevas tecnologías que servirán para realizar la
interconexión y extensibilidad a la Red de Área Local (LAN) o directamente a
Puntos de Acceso (APs) a través del enlace inalámbrico, para ello la tecnología
del Sistema de Distribución Inalámbrico (WDS).

La tecnología WDS permite la interconexión de puntos de acceso de manera
inalámbrica. Con WDS, un punto de acceso puede funcionar: sólo como punto
de acceso, bien como puente con otro punto de acceso, o ambas funciones.

Una red auto extensible, es una red que puede crecer de manera simple,
dando una alternativa, ya que existen múltiples arquitecturas de
implementación entre ellas Atheros y Broadcom.
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1.2 Justificación del tema

La parroquia Cebadas no cuenta con servicios de comunicación inalámbrica en
sus instituciones y organizaciones, el Gobierno Autónomo Descentralizado
(GAD) de Cebadas ha promovido gestionar el comienzo de los estudios,
análisis e implementación de nuevas tecnologías y arquitecturas existentes en
el mercado actual de las comunicaciones inalámbricas para cubrir necesidades
como servicios de comunicación e internet en el edifico del GAD de Cebadas.

Esta investigación permitirá implementar nuevas tecnologías como es el
Sistema de Distribución Inalámbrico o WDS, en las arquitecturas hardware
Atheros y Broadcom, que son dos de las arquitecturas de mayor uso para
implementar WDS, razón por la cual se va estudiar las arquitecturas antes
mencionadas para determinar la más óptima para la implementación de una
red Wi-Fi autoextensible.

Mediante este sistema, será posible interconectar varios APs a travéz WDS
“canales punto a punto” y hacer bridging a Nivel 2 entre todas las estaciones
registradas en los puntos de accesos interconectados mediante WDS.

o
Figura N 1: Enrutado IP
6

La meta del WDS es permitir la interconexión de los puntos de acceso (APs) de
una red IEEE 802.11 sin necesidad de estar conectados a una red cableada,
preservando la dirección MAC (equivalente a la dirección Ethernet cuando la
trama llegue a la red cableada) de cada uno de los paquetes de los clientes a
través de los distintos puntos de acceso.

La conservación de la dirección MAC de los clientes provoca que el enlace
WDS sea percibido por el resto de los equipos como un cable que no influye en
la comunicación, que lo que permite básicamente es la interconexión de varios
AP´s que actuarían en "modo repetidor" de la señal entre ellos y también la
comunicación con estaciones inalámbricas.

o
Figura N 2: Interconexión de dos LAN a través de WDS

1.3 Objetivos

1.3.1 General

Analizar la tecnología WDS para diseño de redes Wi-Fi auto extensible en las
arquitecturas hardware Atheros y Broadcom y su implementación en el
Gobierno Autónomo Descentralizado de Cebadas.
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1.3.2 Específicos

 Estudiar la tecnología WDS (Sistema de Distribución Inalámbrico).
 Definir parámetros de comprobación en las arquitecturas hardware Atheros
y Broadcom para determinar la más idónea.
 Definir escenarios de prueba para comparar la tecnología WDS en las
arquitecturas hardware Atheros y Broadcom.
 Diseñar e Implementar una red Wi-Fi auto extensible con tecnología WDS
para el edificio del Gobierno Autónomo Descentralizado de Cebadas.
 Elaborar una guía de referencia que detalle el diseño de redes Wi-Fi auto
extensible para el Gobierno Autónomo Descentralizado de Cebadas.

1.4 Hipótesis

El análisis de la tecnología WDS en las arquitecturas hardware Atheros y
Broadcom, permitirá establecer la arquitectura más óptima para la
implementación de redes Wi-Fi auto extensibles.
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CAPITULO II

REVISIÓN DE LITERATURA

2.1 Redes Inalámbricas Wi-Fi

Wi-Fi es un conjunto de estándares para redes inalámbricas (WLAN) basadas en
las especificaciones IEEE 802.11 del Instituto de Ingenieros en Electricidad y
Electrónica (IEEE).

o
Figura N 3: Redes Wi-Fi

El estándar IEEE 802.11 fue diseñado para sustituir a las capas: físicas (PHY)
y de acceso al medio (MAC) del estándar IEEE 802.3 (Ethernet). En lo único
que se diferencia una red Wi-Fi de una red Ethernet es en la forma en que los
terminales acceden a la red, siendo totalmente compatibles en todos los demás
2
servicios .

Existen cuatro tipos de redes Wi - Fi, cada una de ellas basadas en un estándar
802.11 aprobadas por el IEEE , la 802.11a, b, g, y n. 802.11n fue ratificado por
IE EE en septiembre 2009 .

2
http://www.cnc.gov.ar/publicaciones/N5_WI-FI.pdf. pp. 11
9

 802.11a Estándar del IEEE para redes inalámbricas que funcionan a 5 GHz
con velocidades de transferencia de 54 Mbps.

 802.11b Estándar del IEEE para redes inalámbricas que funcionan a 2,4
GHz con velocidades de transferencia de 11 Mbps.

 802.11g Estándar del IEEE para redes inalámbricas que funcionan a 2,4
GHz Wi-Fi con velocidades de transferencia de 54 Mbps.

 802.11n Grupo de trabajo de la comisión IEEE 802.11, cuyo cometido es
definir un estándar para velocidades de transmisión altas (de al menos 100
Mbps) en redes inalámbricas.

Algunas propuestas que ha presentado este grupo de trabajo incluyen diseños
de hasta 540 Mbps. Se prevé que la especificación definitiva se base en la
tecnología MIMO (siglas de Multiple-Input Multiple-Output o entrada múltiple
salida múltiple), que utiliza varios receptores y varios transmisores tanto en el
cliente como en el punto de acceso para proporcionar un mayor rendimiento.

2.2 Estructura de red

2.2.1 Arquitectura

Las redes Wi-Fi están compuestas por cuatros elementos (figura 4). Estos son:

a) Estaciones
Las redes son construidas para transferir datos entre estaciones. Las
estaciones son dispositivos de computación con interfaces de redes
inalámbricas. Típicamente son laptops o computadoras de mano operadas con
baterías permitiendo movilidad. En general, una estación es cualquier
dispositivo electrónico de consumo que pueda hablar el estándar 802.11.
10

b) Punto de Acceso (Access Point - AP)
Es el dispositivo puente que permite la interconexión entre los dispositivos
inalámbricos y las redes fijas o de distribución.

c) Medio Inalámbrico
Para la transmisión de datos los estándares utilizan el medio inalámbrico y
definen diferentes métodos de modulación para lograrlo. Entre ellos se
encuentran las señales de radio y las emisiones por infrarrojo.

d) Sistema de Distribución
Los Puntos de Accesos (APs) son conectados a sistemas de distribución
que permiten una mayor área de cobertura, en consecuencia le da mayor
movilidad a las estaciones. Cabe aclarar que el estándar 802.11 no
específica una tecnología en particular para el sistema de distribución. En
productos comerciales el sistema de distribución es implementado de
manera de interconectar los distintos APs configurando el backbone de la
red. Ethernet es la tecnología usada mayormente para la red de backbone.

o
Figura N 4: Elementos Red WI-FI

2.3 Sistema de Distribución Inalámbrico o WDS

Un Sistema de Distribución Inalámbrico (WDS por sus siglas en inglés) es un
sistema que permite la interconexión inalámbrica de puntos de acceso en una
red IEEE 802.11. Permite que ésta pueda ser ampliada mediante múltiples
puntos de acceso sin la necesidad de un cable troncal que los conecte.